2015年8月14日星期五

钨丝增强块体非晶复合材料的界面相

复合材料中增强体与基体接触构成的界面是一层与基体有明显差别的新相——界面相。它是复合材料中极为重要的微结构,其结构和性能直接影响复合材料的性能。在制备钨丝增强块体非晶复合材料的过程中,块体非晶合金熔体对钨丝的润湿是浸渗过程得以进行的首要条件。

钨丝和基体之间在高温下会发生不同程度的界面反应,合适的界面反应有利于界面结合,但强的界面反应会造成钨丝的严重损伤并随着钨丝向基体中溶解,基体的成分会发生改变,基体的玻璃形成能力将会下降。再者,在之后的快冷过程中,由于钨丝和块体非晶合金间热膨胀系数的差异,凝固后复合材料中会存在热残余应力,它会在界面处形成应力集中,甚至可能导致界面开裂。因此要得到理想的复合材料界面状态,必须考虑复合材料的界面润湿性、界面反应情况及界面热残余应力这3个方面。围绕这3个方面,国内外进行了相关研究。

J Schroers在真空条件下将Zr41Ti14Cu12Ni10Be23液滴到W, Ta, Mo, AlN, Al2O3,Si, C(石墨)和C(非晶态)等板材上,分析了非晶熔体对钨丝等的浸润性、界面反应、界面结合以及界面行为对基体合金玻璃形成能力的影响。结果表明,钨在基体中的溶解仅为1%,为完全润湿,界面结合性强。表明钨丝是块体非晶合金理想的增强材料。


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